DE723203C

DE723203C - Process for improving the properties of porous building materials and materials

Info

Publication number: DE723203C
Application number: DEB185503D
Authority: DE
Inventors: Dr Karl Brandt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1938-03-10
Filing date: 1938-03-10
Publication date: 1942-07-30

Description

Verfahren zum Verbessern der Eigenschaften von porösen Bau- und Werkstoffen Poröse Bau- lind Werkstoffe, wie Massen auf der Biasis. von Zement, Gips, Magnes azem.ent oder anderen Bindemitteln, ebenso die porösen organischen oder natürlichen Bau-und Werkstoffe besitzen mancherlei Nachteile, wie Wasserdurchlässigkeit bzw. -empfindlichkeit, chemische Resistenz und schließlich eine nicht allen: Ansprüchen genügende mechanische Festigkeit und Widers tandsfähiigkeit.Process for improving the properties of porous building materials and materials Porous building materials, like masses on the biasis. of cement, plaster, magnesia azem.ent or other binders, as well as the porous organic or natural ones Construction and materials have various disadvantages, such as water permeability or -sensitivity, chemical resistance and finally one not all: claims sufficient mechanical strength and resilience.

Es wurde schon-vers:ucht, poröse Bau- und Werkstoffe durch imprägnierende Behandlung mit Kunstharzen und ähnlichem Material, welches die Poren füllen sollte, zu, verbessern. Wegen des schwierigen Eiindringens derartiger hochmolekularer Kolloldstoffe in das Innere der zu behandelnden Massen konnte das Ziel auf diesem Wiege nicht erreicht werden.It has already been versed: porous building materials and materials through impregnating Treatment with synthetic resins and similar material, which should fill the pores, to improve. Because of the difficult penetration of such high-molecular colloids The aim on this cradle could not get into the interior of the masses to be treated can be achieved.

Weiterhin wurde vorgeschlagen, Phenol und Formaldehyd zuzuführen und diese Stoffe anschließend -in unlösliches Harz zu überführen. Dieser Arbeitsmethode kam wegen der ungünstigen Eigenschaften des Phenols bzw. dies Phenolharzes, insbesondere für die Behandlung von mineralischen Baustoffen, keine praktische Bedeutung bei.It has also been proposed to supply phenol and formaldehyde and to convert these substances into insoluble resin. This working method came because of the unfavorable properties of phenol or this phenolic resin, in particular for the treatment of mineral building materials, has no practical relevance.

Schließlich wurden auch die Kunstharze auf .der Basis von Harnstoff und Formalldehyd für die vorliegende Aufgabe in Betracht gezogen. Die diesbezüglichen Vorschläge führten nicht zu befriedigenden Ergebnissen, da die Durchtränkung nicht homogen erfolgte und die Imprägnierurig nur oberflächlich eintrat.Finally, synthetic resins were also made on the basis of urea and formaldehyde are considered for the task at hand. The related Suggestions did not lead to satisfactory results because the impregnation did not homogeneously and the impregnation occurred only superficially.

Demgegenüber ermöglicht- das vorliegende Verfahren, poröse Bau- und Werkstoffe mit verharzungsfähiigen Stoffen .auf der Basis von Harnstoff und Formalidiehyd o. dgl. zu durchtränken und durch anschließend erfolgende Harzbildung .in stark verbesserte, widerstiandsfähige und hochwertige Produkte zu überführen. Es wurde gefunden, daß.dieDurchtränkung von porösen Bau- und Werkstoffen mit Harnstoff und Formaldehyd einwandfrei vonstatten geht, wenn diese Stoffe in wässeriger Lösung in niedermolekularem Zustand zugeführt werden und wenn während des Tränkungsprozesses jede merkliche Herausbildung größerer Moleküle von KolloHnatur aus den verharzungsfähigen Substanzen unterbunden bleibt.In contrast, the present method enables porous construction and Materials with substances capable of resinification, based on urea and formaldehyde o. The like. To impregnate and through subsequent resin formation .in strong to transfer improved, resilient and high quality products. It it was found that the impregnation of porous building materials and materials with urea and formaldehyde work properly when these substances are in aqueous solution be supplied in low molecular weight state and if during the impregnation process any noticeable formation of larger molecules of colloidal nature from those capable of resinification Substances are prevented.

Wie festgestellt wurde, kann dieser Bedingung nur durch besondere Maßnahmen entsprochen werden. Die gewöhnlichere Gemische von Harnstoff und Formaldehyd in den für die Harzbildung erforderlichen Verhältnissen zeigen in wässeriger Lösung, auch wenn kein Zusatz von einem V erharzungskatalysator erfolgt, ziemlich rasche Veränderungen in Richtung der Herausbildung von höhermolekularen Verbindungen.As has been established, this condition can only be due to special Measures are complied with. The more common mixtures of urea and formaldehyde in the proportions required for resin formation show in aqueous solution even if no resinification catalyst is added, rather quickly Changes in the direction of the formation of higher molecular weight compounds.

Durch einem, Zusatz von puffernd wirkenden Substanzen, wie Alkaliacetat, Alkaliphosphat, geeigneten Ammoniakverbändunaen o. dgl., wird jedoch diese Erscheinung praktisch beseitigt. Aber auch jede andere Maßnahme, die Entstehung von Ameisensäure durch Oxydation des Formaldehyds zu unterbinden oder wenigstens deren Einwirkung auf die v erharzungsfähigen Stoffe zu hindern, wirkt sich in gleicher Weise aus.By adding buffering substances, such as alkali acetate, Alkali phosphate, suitable ammonia dressings or the like, however, will cause this phenomenon practically eliminated. But also every other measure, the formation of formic acid to prevent by oxidation of the formaldehyde or at least its action Preventing the resinifying substances has the same effect.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung ng besteht diari:n, den porösen Bau- und Werkstoffen Harnstoff .und Formaldehyd o. dgl. getrennt zuzuführen, d. h. also stufenweise zu imprägnieren, um den niedermolekularen Zustand der verharzunigsfähigen Stoffe zu sichern.A particular embodiment of the invention consists of: n, the to supply urea and formaldehyde or the like separately to porous building materials and materials, d. H. So to impregnate step by step in order to reduce the low molecular weight of the resinous Securing fabrics.

Bei Verwendung reiner Harnstofflösung und Formaldehydlösungunterliegt jedoch das zweite Bad, sofern man sich des Tauchverfahrens bedient, durch Wiederherauslösen der bereits zugeführten Komponente ständigen Veränderungen., wodurch das gleichmäßige Einbringen der Stoffe, die Homogenität der j Imprägnierung und die Ausnützung des zweiten Bades beeinträchtigt wenden. Eine vollständige Beseitigung dieser Mängel wird erfindungsgemäß durch folgende Arbeitsmodifikation erzielt: AIan tränkt zunächst mit einer Harnstofflös:ung, die etwas Formaldehyd, aber überwiegend doch Harnstoff enthält; in zweiter Stufe tränkt man mit einer Formaldehydlösung, die auch etwas Harnstoff, aber doch überwiegend Formaldehyd enthält. Auf diesem Wege wird sch iellstmöglich eine gleichmäßige Durchtränkung mit Harnstoff und Formaldehyd bzw. äquivalentem Produkte erzielt.If pure urea solution and formaldehyde solution are used, this is however, the second bath, if the immersion method is used, by releasing it of the components that have already been added are constantly changing Introduction of the substances, the homogeneity of the j impregnation and the utilization of the second bath affected. A complete elimination of these shortcomings is achieved according to the invention by the following work modification: AIan first soaks with a urea solution containing some formaldehyde, but mostly urea contains; in the second stage one soaks with a formaldehyde solution, which is also something Urea, but mainly contains formaldehyde. In this way it will be as quick as possible uniform impregnation with urea and formaldehyde or equivalent Products achieved.

In Bädern, die den einen oder anderen Bestandteil im Überschuß enthalten, ist die Verharzungstendenz an sich schon gering; sie kann durch einen Zusatz von Puffersubstanz völlig behoben werden. Derartige Bäder behalten auch bei wiederholter Benutzung genügend gleichmäßige Zusammensetzung und können weitestgehend ausgenutzt werden. Es lassen sich auf diesem Wege Produkte von ganz gleichmäßigem Ausfall und von optimaren Eigenschaften erzielen.In baths that contain one or the other component in excess, the tendency to resinification is already low in itself; it can be supplemented by Buffer substance can be completely eliminated. Such baths keep even after repeated use Use sufficiently uniform composition and can be largely exploited will. In this way, products with very uniform failure and achieve optimal properties.

Zusammensetzung und im 'NTehrstufenverfahren insbesondere auch Einwirkungsdauer der Lösunbgem werden so bemessen, daß die porösen Stoffe die verharzungsfähigen Komponenten in den für die Harzbildung erforderlichen Mengenverhältnissen aufnehmen. Gegegenüber dem Bestreichen oder Spritzen der porösen Stoffe ist das Tauchen die vollkommenereArbeitsweise. Den benutzten Lösungen können zur Erhöhung der Durchdringungsfähigkeit Netzmittel zuggesetzt werden; sie können weiterhin auch, wenn angebracht, Weichmachungsmittel, schließlich auch in der Kälte inaktive Verharzungskatalysatoren eilthalten. Katalysatoren können gegelbenenfalls auch getrennt, z. B. gasförmig, zugeführt werden, wie übrigens auch Formaldehyd gasförmig zugeführt werden kann. Die Tränkprozesse können durch geeignete Anwendung von Vakuum und Druck vervollkommnet werden.Composition and, in the case of the multi-stage process, in particular also duration of action the solution are dimensioned so that the porous substances are resinifying Include components in the proportions required for resin formation. Diving is the opposite of brushing or spraying porous materials more perfect way of working. The solutions used can increase the penetration ability Wetting agents are added; You can also, if appropriate, use plasticizers, Finally, keep inactive resinification catalysts in a hurry even in the cold. Catalysts can also be used separately, e.g. B. gaseous, are supplied, as by the way formaldehyde can also be supplied in gaseous form. The impregnation processes can through appropriate application of vacuum and pressure to be perfected.

Sind den porösen Bau- und Werkstoffen die verh@a,r7ungsfähi:ge.n Substanzen in geeigneter Weise einverleibt worden, so bedarf es noch der abschließenden Verharzung, um zum Endprodukt zu gelangen. Die Harzbildung vollzieht sich bei manchen Materialien, z. B. Zementprodukten, beim Liegen an der Luft, wenn auch sehr langsam, bereits in der Kälte. Hierfür dürften aktive innere Oberflächen, Sanerstoffein:wirkung und die durch das Austrocknen bewirkte Konzentrationszunahme der verharzunigsfähigen Stoffe ursächlich sein. Auf die Trinkbäder selbst üben solche Materialien an sich keine schädlichen Kondensationswirkungen; aus. Rascher und vollständiger verläuft die Verharzumg immer in der Hitze, und zwar unter geeigneten Bedingungen-, z. B. in Gegenwart wirksamer Beschleuniger, schon bei mäßig erhöhten Temperaturen. Selbstverständlich muß bei Stoffen, in denen Wasser ein chemisch gebundener wesentlicher Bestandteil ist, zu hohe Temperatur und zu weite Austrocknung vermieden werden, und man arbeitet hier zweckmäßig im abgesch:lossenen Raum bei gesättigter Wasserdainpfatmosphäre.Are the porous building materials and materials the substances capable of being used? has been incorporated in a suitable manner, the final resinification is still required, to get to the end product. Resin formation occurs with some materials, z. B. cement products, when lying in the air, albeit very slowly, already in the cold. Active inner surfaces, sanitary substances and the increase in concentration of those unable to resinify caused by drying out Substances be causative. Such materials exercise themselves on the drinking baths themselves no harmful condensation effects; the end. Faster and more complete the Verharzumg always in the heat, under suitable conditions, z. B. in the presence of effective accelerators, even at moderately elevated temperatures. Of course must be used for substances in which water is a chemically bound essential component is to avoid too high a temperature and excessive dehydration, and one works useful here in a closed room with a saturated water vapor atmosphere.

Verfahrensgemäß behandeltes Material ist widerstandsfähig gegen Einflüsse aller Art. Insbesondere Produkte, die Füllstoffe von Faserstruktur, wie Asbest, Glaswolle, oder organische Faserstoffe enthalten oder die selbst Farserstnuktur aufweisen, erlangen durch eine Behandlung vorliegender Art höchste Vollkommenheit. Speziellen Wert für die Erzielung hochwertigsten Materials besitzt die Verwendung von Thioharnstoff. Beispiele i. Formstücke,aus Steinholz werden 2o Stunden in eine Lösung, enthaltend in ioo Teilen wässeriger Flüssigkeit 25 Teile Thioharnstoff, 15 Teile Formaldehyd, i Teil Natriumacetat eingelegt, dann herausgenommen, 24 Stunden an der Luft belassen und schließlich in geschlossenem Gefäß 3 Stunden bei go°, eine weitere Stunde auf i2o° erhitzt. Das Material ist danach bei gesteigerter Festigkeit hochgradig wasserbeständig und resistent gegen chemische Einflüsse.Material treated according to the process is resistant to influences of all kinds. In particular products that contain fillers of fiber structure, such as asbestos, Glass wool, or containing organic fibers, or which itself contains a Farserstnuktur have, attain highest perfection through a treatment of the present kind. Special The use of thiourea has value in achieving the highest quality material. Examples i. Moldings made from stone wood are placed in a solution containing 20 hours in 100 parts of aqueous liquid 25 parts of thiourea, 15 parts of formaldehyde, i part of sodium acetate inserted, then removed, left in the air for 24 hours and finally in a closed vessel for 3 hours at go °, for a further hour i2o ° heated. The material is then extremely water-resistant with increased strength and resistant to chemical influences.

2. Asbestzementplatten oder- röhren werden mit 2o°/oiger Harnstofflösung, die außerdem 5 % Formaldehyd und i % Hexamethylentetramin enthält, 24 Stunden durch Tauchen getränkt. Man entfernt oberflächlich anhaftende Lösung, trocknet 24 Stunden an der Luft und taucht ein zweites Mal während 24 Stunden in .eine 2o °1oige Formaldehydlösung, die außerdem io°/ä Harnstoff und o,1 °1o oktahydroanthrazenmesosulfosaures Natrium enthält. Danach wird das Material in geschlossenem Gefäß 2 Stunden auf go° und weitere 2 Stunden auf ioo° erhitzt. Das so behandelte Material besitzt bei hoher mechanischer Festigkeit völlige Wasserundurchlässigkeit und Resistenz gegen chemische Einflüsse.2. Asbestos-cement sheets or pipes are mixed with a 20% urea solution, which also contains 5% formaldehyde and 1% hexamethylenetetramine, for 24 hours Dipping soaked. Solution adhering to the surface is removed and dried for 24 hours in the air and immersed a second time for 24 hours in a 20 ° 10% formaldehyde solution, which also contain 10% urea and 0.1% octahydroanthracene mesosulphate sodium contains. The material is then left on go ° for 2 hours in a closed vessel and more Heated to 100 ° for 2 hours. The material treated in this way has a high mechanical strength Strength, complete impermeability to water and resistance to chemical influences.

Claims

PATENT CLAIMS = i. Method for improving the properties of porous ban-unid materials by incorporating resin-capable mixtures of substances Based on urea and formaldehyde o, the like. And then effected Resinization process, characterized by the use of the gummed substances in aqueous solutions, in which by suitable composition, in particular due to the presence of buffer substances such as Na acetate, a stable low molecular weight Condition is guaranteed,

2. The method according to claim i, characterized in that d: ate the gummed-up substances in a multi-stage working method in the form of urea-formaldehyde solutions are supplied, either the urea component or the formaldehyde component contained in considerable excess.